Как вы относитесь к тематическим обновлениям? Вопрос, наверно, не совсем понятен. Хм… скажем иначе. Представьте, что обновления касаются только определенной области или направления. Нет такого, что немного подправили это, чуть-чуть подкрутили то.
Наоборот – значительные изменения по одной теме, всё последовательно и законченно. Неплохо, правда? На наш взгляд, это воспринимается лучше и понятнее. В Inventor Nastran версии 2021 произошло именно так.
Разработчики основательно поработали, и в марте этого года в нашем распоряжении появились два новых родственных типа расчетов:
- расчет явных динамических процессов (Explicit dynamics analisys);
- квазистатический расчет (Quasi-static analisis).
Данные типы расчетов направленны на анализ очень быстрых явлений и взаимодействий тел при этом. Динамические процессы и ранее рассматривались в Inventor Nastran, но они не были быстротечными. Давайте разберемся, что именно предлагает новая версия продукта.
Урок №1 Интерфейс и основные задачи программного продукта MSC.Patran-Nastran
Чтобы запустить любой из этих расчетов, достаточно спустится вниз списка типов анализов, как показано на рисунке.
Расположение типов расчета
Explicit Dynamics Analysis
Метод явной динамики идеально подходит для моделирования высоко нелинейных, контактных задач с большой деформацией, связанных с ударом, контактом нескольких тел и сильно нелинейным поведением материала. Например, столкновение пули с препятствием. Характер деформации при этом вы можете видеть на рисунке.
Разрушение при быстром динамическом воздействии
В целом, нелинейный динамический расчета зачастую проще, чем выполнение линейного анализа. Пользователь не имеет никаких ограничений сходимости, как это необходимо для линейных случаев, и просто запускает моделирование без учета линейности системы.
Процедура явной динамики идеально подходит для моделирования чрезвычайно больших моделей, независимо от того, насколько нелинейной может быть задача. Ключевым фактором является то, что не существует единой системы алгебраических уравнений, которые должны быть решены для каждого временного шага.
Решатель просто формирует уравнения динамического равновесия для модели конечных элементов в каждом моменте времени и использует правило интегрирования для продвижения во времени. Таким образом, отсутствие необходимости решать большие системы алгебраических уравнений означает небольшой объем памяти. Мы увидим, что данный алгоритм требует относительно небольшого временного шага, поэтому важно, чтобы расчетная стоимость каждого временного шага была низкой.
Удаление материала
Решатель Autodesk Explicit позволяет задать критерии удаления материала, которые определяют повреждение материала и исключение его из моделирования. Это делается путем простой установки максимального значения деформации, которое допускается для данного материала. Как только заданные пользователем критерии удовлетворяются в местоположении модели, Autodesk Explicit удаляет материал и исключает соответствующие элементы из сетки. Типичные меры деформации для удаления включают пластическую деформацию и максимальную основную деформацию. Удаление материала в сочетании с разрушением контактной поверхности позволяет разорвать вашу модель на части и сделать в ней отверстия.
What is MSC Nastran?
Твердое тело
С помощью одной команды можно указать, что часть модели является жесткой. В результате решатель автоматически вычислит отклик детали с помощью уравнений динамики твердого тела. Поскольку деталь жесткая, она не будет деформироваться локально, то есть в ней не будет никаких напряжений или деформаций. При этом условия контакта будут автоматически поддерживаться между деталями, независимо от того, является деталь жесткой или нет. Преимущество здесь в том, что жесткие тела не участвуют в определении стабильного временного шага.
Контакт
Контактное моделирование весьма простое в рамках технологии явной динамики. Программа автоматически отслеживает столкновения между деталями и обеспечивает соблюдение кинематических требований. Нет никаких ограничений на количество деталей, которые могут контактировать друг с другом, поэтому пользователю требуется минимум усилий.
Максимум, что нужно сделать пользователю, это задать трение между различными деталями или указать, что контактные поверхности сварены вместе. Чтобы обеспечить кинематическое соответствие деталей при обнаружении столкновений, решатель постоянно контролирует и отслеживает близость различных свободных поверхностей модели. На рисунке показан пример выделения поверхностей контакта.
Контактирующие поверхности звеньев цепи
Одной из наиболее универсальных особенностей алгоритма обнаружения контактов является то, что он автоматически перестраивает поверхности модели по мере разрушении материала и появления новых поверхностей из-за удаления элементов. На рисунке ниже показана имитация удара предмета по лопастям турбины.
Процесс удара предмета по лопастям турбины, рассчитанный в Inventor Nastran
Автоматический шаг по времени, контролируемый пределами стабильности
Конечно, всё описанное выглядит слишком хорошо, чтобы быть правдой. Наверняка существует плата за такое беспроблемное моделирование. В нашем случае подход, лежащий в основе, определяется пределом устойчивости. Проще говоря, существует критический размер временного шага, который вы не можете превысить. Это называется пределом стабильности, и он зависит от размера сетки и свойств материала.
Если вы выполняете динамическое моделирование, обычно указываете продолжительность отклика, который хотите вычислить, и количество временных шагов для этого. Например, вам может потребоваться длительность моделирования в одну секунду с использованием 100 временных шагов, и в этом случае ваш размер временного шага равен 0.01 секунды.
Он остается фиксированным на протяжении всего анализа. Но при расчете явной динамики всё, что вы можете указать – общую продолжительность времени. Решатель в этом случае автоматически выбирает размер временного шага, чтобы оставаться в пределах стабильности модели. Вы не можете контролировать количество временных шагов, которые будет выполнять программа.
Как же определяется предел устойчивости? Правильный технический ответ заключается в том, что он зависит от самой высокой собственной частоты в модели. Критический временной шаг для моделирования – это наименьшее значение для всех элементов сетки. Давайте просто предположим, что характерная длина элемента – это самое короткое ребро на элементе.
Таким образом, если в вашей стальной детали есть элементы размером 1 мм, временной шаг в явной динамике будет составлять 2*10 -7 сек. Да, временной шаг меньше микросекунды! Это довольно часто встречается в явной динамике. В расчете необходимо использовать много временных шагов! Но каждый шаг очень эффективен, поэтому общее время выполнения также эффективно.
Важно иметь в виду, что пользователь не должен отслеживать стабильность модели. Решатель постоянно делает это и выбирает для вас временной шаг по мере выполнения моделирования.
На анимации вы видите, что за один конец цепи резко дернули, и воздействие передается на остальные звенья. При этом мы видим, в том числе, поперечные колебания звеньев. Естественно, что эти перемещения происходят за доли секунды. Inventor Nastran позволяет нам досконально изучить данный процесс.
Анимация динамического воздействия на звенья цепи
Quasi-static analisis
Теперь перейдем к квазистатическому анализу. Он родственен предыдущему типу, но не зависит от времени. Квазистатический анализ используется тогда, когда мы имеем дело со сверхнелинейными процессами, и трудно получить решение, используя метод Ньютона для нелинейных уравнений.
Другими словами, нелинейный процесс дробится на короткие интервалы, когда каждый можно рассматривать как статическую задачу. Поэтому он имеет приставку «квази», то есть будто бы статический. С использованием особого решателя квазистатические решения получаются намного быстрее, чем обычные статические решения. Особое внимание уделяется балансу энергий.
Нужно, чтобы кинетическая энергия была велика, но составляла долю внутренней энергии тела. Сравнение энергий идет несколькими итерациями, но все в автоматическом режиме, поэтому пользователь получает в итоге готовый результат за короткое время.
Таким образом, арсенал расчетных возможностей Inventor Nastran серьезно расширился. При этом настройка новых расчетов весьма проста для широкого круга пользователей. Убедитесь в этом сами, скачав демоверсию программы. Примечательно, что данный продукт все так же входит в Product Design and Manufacturing Collection.
Чуть не забыли о самом главном в релизе! Bugs, разумеется, Fixed 🙂
Опубликовано 25 Мая 2020
Источник: www.pointcad.ru
MSC Patran Nastran 2020 SP1
Для конструкторов
Просмотров 44
Описание программы:
MSC Nastran — это мощное программное обеспечение для анализа методом конечных элементов (FEA), используемое для моделирования и анализа сложных систем и конструкций. Он используется во многих отраслях, таких как аэрокосмическая, автомобильная и оборонная, для оптимизации конструкции и улучшения характеристик продукта.
Как установить:
Чтобы установить MSC Nastran, сначала необходимо скачать программное обеспечение с официального сайта. Затем вы можете выполнить шаги установки, описанные в руководстве по установке.
Как использовать:
MSC Nastran имеет удобный интерфейс, который позволяет пользователям легко создавать и анализировать модели. Вы можете импортировать свои модели САПР в программное обеспечение и применять нагрузки и граничные условия для имитации реальных сценариев. Программное обеспечение также предоставляет средства подробного анализа и визуализации, которые помогут вам интерпретировать результаты.
Преимущества:
MSC Nastran имеет много преимуществ, в том числе способность работать с большими и сложными моделями, точность прогнозирования поведения системы и совместимость с другим программным обеспечением для моделирования. Он также предоставляет различные варианты анализа, такие как линейный и нелинейный анализ, динамический анализ и оптимизация.
Недостатки:
Основным недостатком MSC Nastran является его высокая стоимость, что делает его менее доступным для небольших компаний или частных лиц. Кроме того, изучение и использование может быть сложным для тех, кто плохо знаком с программным обеспечением FEA.
Скачать
Бесплатно скачать взломанный MSC Patran Nastran через торрент вы можете посредством имеющейся ниже кнопки.
Источник: keysprog.ru
Руководство пользователя
MSC/NASTRAN Мусинова ВЦ-314 The MacNeal-Schwendler Corporation Содержание 1. Описание конечно-элементной модели в MSC/NASTRAN 7 1.1. MSC/NASTRAN — что это такое? 7 1.2. Описание конструкции 8 1.2.1. Системы координат 8 1.2.2. Геометрия модели 9 1.2.3. Конечные элементы 9 1.2.4.
Нагрузки 10 1.2.5. Граничные условия 10 1.2.6. Свойства материалов 11 1.3. Структура входного файла MSC/NASTRAN 11 1.3.1. Установки NASTRANa 13 1.3.2. Секция управления файлами 13 1.3.3. Секция управления выполнением задания 13 1.3.4. Секция управления расчетными случаями 13 1.3.5. Секция исходных данных 13 1.4.
Пример модели в MSC/NASTRAN 14 1.5. Файлы, создаваемые в процессе решения 17 2. Положения, принятые в MSC/NASTRAN 18 2.1. Единицы измерений 18 2.2. Запись символов, целых и вещественных чисел 18 2.3. Свободный, малый и большой форматы полей 18 2.3.1. Малый формат 20 2.3.2. Свободный формат 22 2.3.3. Большой формат 23 2.4.
Сетки разбиений и переходные сетки 24 2.5. Создание модели 25 2.6. Использование тестовых моделей 25 2.7. Пре- и постпроцессоры 26 3. Ввод координат 27 3.1.
Узловые точки 27 3.2. Скалярные точки 28 3.3. Системы координат 29 3.3.1. Ввод ортогональной системы координат 31 3.3.2. Ввод цилиндрической системы координат 32 3.3.3. Ввод сферической системы координат 33 3.3.4. Системы координат элемента и материала 34 4. Элементы в MSC/NASTRAN 35 4.1. Одномерные элементы 36 4.1.1.
CROD 37 4.1.2. CBAR 38 4.1.3. CBEAM 43 4.2. Двухмерные элементы 47 4.2.1. CQUAD4 и CTRIA3 48 4.2.2. CQUAD8 и CTRIA6 53 4.2.3.
CQUADR и CTRIAR 54 4.2.4. Сдвиговой плоский элемент CSHEAR 54 4.2.5. Двухмерный элемент с трещиной CRAC2D 57 4.3. Трёхмерные элементы 59 4.3.1. СНЕХА, CPENTA и CTETRA 59 4.3.2. CTRIAX6 62 4.3.3. Трехмерный элемент с трещиной CRAC3D 63 4.4. Скалярные элементы 65 4.5. Ввод данных с помощью элемента GENEL 67 5. Ввод свойств материалов 69 5.1.
Изотропный материал МАТ1 70 5.2. Двунаправленный анизотропный материал МАТ2 71 5.3. Осесимметричный ортотропный материал МАТЗ 72 5.4. Двунаправленный ортотропный материал MAT8 73 5.5. Материал с пространственной анизотропией МАТ9 74 5.6. Карта ввода свойств оболочки PSHELL 76 5.7. Элемент из композиционного материала РСОМР 77 6.
Статические нагрузки 80 6.1. Задание нагрузок в узлах 81 6.2. Нагрузки, распределенные на одномерных элементах 82 6.3. Нагрузки, распределенные на поверхностях 83 6.4. Гравитационная и центробежная сила (GRAV, RFORCE) 85 6.4.1.
Определение массовых характеристик модели 87 6.5. Предварительный натяг 87 6.6. Комбинирование нагрузок 88 6.7. Температурные нагрузки 90 6.7.1. Использование оператора SUBCOM 90 7. Граничные условия 92 7.1.
Закрепления перемещений в отдельных узлах 92 7.2. Автоматическое закрепление в узлах (AUTOSPC) 94 7.3. Задание вынужденных перемещений в узловых точках (SPCD, SPC) 96 7.4. Связь перемещений в нескольких узлах 97 8. Жёсткие элементы 99 8.1. Описание жёстких элементов 100 8.2. Элемент RBAR 102 8.3. Элемент RBE2 102 8.4. Элемент RBE3 103 9.
Руководство по моделированию 105 9.1. Правильный выбор элемента 105 9.1.1. Общие положения 106 9.1.2. Точечные элементы 106 9.1.3. Одномерные элементы 106 9.1.4. Двухмерные элементы 107 9.1.5. Трёхмерные элементы 108 9.1.6. Жёсткие элементы 108 9.2.
Частота сетки разбиения 109 9.3. Сетки в переходных зонах 109 9.3.1. Переход от крупной к мелкой сетке 109 9.3.2. Переходные зоны между элементами разных типов 111 9.4. Напряжения в узловых точках 112 9.4.1. Вычисление и вывод напряжений в узловых точках 112 9.4.2. Топологический метод 113 9.4.3. Геометрический метод 116 9.4.4. Напряжения в особых точках 116 9.5. Правильно заданое нагружение 118 9.6.
Симметрия 120 10. Верификация модели 123 10.1. Использование возможностей графического препроцессора 123 10.1.1. Масштабирование элементов 123 10.1.2. Удаление затененных линий на изображении модели 123 10.1.3. Визуализация свободных граней/ребер 123 10.1.4. Эффект застежки-«молнии» 123 10.1.5.
Проверка пространственной ориентации и смещения балочных элементов 124 10.1.6. Визуализация элементов-двойников и узлов-двойников 124 10.1.7. Распределение свойств материалов и элементов 124 10.1.8. Изображение нормалей плоских элементов 124 10.2. Вывод энергии деформаций 124 10.3. Инструменты диагностики в NASTRANe 126 10.3.1.
Проверка элементов 126 10.3.2. Проверка геометрии элементов CQUAD4 126 10.3.3. Проверка геометрии элементов СНЕХА 127 10.3.4. Определение центра тяжести и моментов инерции 128 10.3.5. Выявление механизмов и вырожденных степеней свободы в модели 130 10.3.6. Проверка заданных нагрузок.
132 10.3.7. Проверка сил реакций 132 10.3.8. Проверка конструкции нагружением «lg» 133 10.3.9. Проверка равновесием незакрепленной модели 133 10.3.10. Проверка равновесия от температурного нагружения 133 10.3.11. Равновесие сил в узловой точке 134
Ограничение
Для продолжения скачивания необходимо пройти капчу:
Источник: studfile.net